Acta Agrophysica, 2007, 9(3), 555-570

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

W XVIII-XXI WIEKU I ICH PRZYCZYNY

Jerzy Boryczka, Maria Stopa-Boryczka

Zakład Klimatologii, Uniwersytet Warszawski

ul. Krakowskie Przedmieście 30, 00-927 Warszawa

e-mail: [e-mail]

S t r e s z c z e n i e . Celem pracy jest określenie zakresu zmian temperatury powietrza w Europie

w XVIII-XX wieku i ich przyczyn. Wykazano wpływ aktywności Słońca na klimat Europy przy dominu-
jącym udziale dwóch centrów pola ciśnienia – Niżu Islandzkiego i Wyżu Azorskiego. O dużej zależności
pola temperatury powietrza w Europie od Oscylacji Północnoatlantyckiej w miesiącach zimowych świad-
czą zarówno duże wartości współczynnika korelacji jak i zbliżone okresy. Wyróżnia się zimowy około
8- letni najsilniejszy cykl wskaźnika North Atlantic Oscillation (

Θ

= 8,1 lat), aktywności Słońca

(

Θ

= 8,1 lat) i temperatury powietrza. Większą rolę odgrywają długie cykle: 102-letni i 187-letni

aktywności Słońca Analogiczne okresy są obecne w seriach pomiarowych temperatury powietrza.
W Europie (i Polsce) zimy są na ogół coraz cieplejsze: w Warszawie w latach 1779-1998 –
o 1,1

o

C/100 lat, w Krakowie – o 1,5

o

C/100 lat i Moskwie – 1,6

o

C/100 lat. Interesujące są zmiany

temperatury powietrza w zimie i w lecie w: Paryżu, Berlinie, Warszawie i Moskwie w XVIII-XXI
wieku (z prognozą do roku 2100). Są to wypadkowe z nakładania się (interferencji) cykli temperatury
powietrza, obecnych w ciągach chronologicznych wyników pomiarów. Najmroźniejsze zimy w Warsza-
wie, o średniej temperaturze od –4 do –7

o

C wystąpią prawdopodobnie w połowie tego stulecia – około

roku 2050.

S ł o w a k l u c z o w e : temperatura, Europa, aktywność Słońca, NAO, okres, prognoza

WSTĘP

Rekonstrukcje temperatury powietrza w warstwie przyziemnej w różnych

miejscach Ziemi wskazują zasadnicze przedziały czasu ocieplenia i ochłodzenia
klimatu: 500 p.n.e.-500 n.e. – epoka ciepła (optimum czasów rzymskich), 500-
800 n.e. – epoka chłodna, 800-1200 – epoka ciepła (optimum średniowieczne),
1400-1900 (mała epoka lodowa) i od 1900 roku – współczesne ocieplenie.

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

556

W ostatnich 400 latach wystąpiły trzy główne ochłodzenia klimatu Ziemi,

o najmniejszej średniej globalnej temperaturze powietrza na półkuli północnej
w pobliżu dat: 1600, 1700, 1830. Najbardziej poznane (na podstawie danych instru-
mentalnych) jest to ostatnie, największe ochłodzenie w Europie i Polsce. Trzeba za-
uważyć, że wystąpiło ono podczas trzech najsłabszych, wydłużonych (12-13- letnich)
cykli aktywności Słońca (1798-1833). Ochłodzenie to pojawiło się po najsłabszym
13-letnim cyklu plam słonecznych (1811-1823), po absolutnym minimum wiekowym
(od 1700 r.). To ostatnie ochłodzenie klimatu Europy wystąpiło przy wzmożonej
aktywności wulkanicznej, po największych wybuchach wulkanów: 1803 – Cotopaxi,
1815 – Tambora , 1835 – Cosiguina. Rok 1811 był szczególny pod względem stanu
Układu Słonecznego, kiedy to odległość Słońca od środka masy Układu była naj-
mniejsza (0,14 część promienia Słońca), a przyspieszenie Słońca – największe (Bo-
ryczka, 1998).

Ochłodzenia i ocieplenia klimatu są kształtowane wahaniem dopływu energii

słonecznej do powierzchni Ziemi, zależnej od stałej słonecznej i zawartości pyłów
wulkanicznych w atmosferze – pochłaniających i rozpraszających promieniowa-
nie słoneczne.

Na Słońcu obserwuje się wiele zjawisk o natężeniu okresowym m.in. plamy

słoneczne od których zależy dopływ energii słonecznej do Ziemi.

Ciągi chronologiczne liczb Wolfa (liczb plam słonecznych) i temperatury

powietrza wskazują, że podczas maksimów aktywności Słońca w cyklu 11-letnim
jest cieplej niż w czasie minimów. Jest to wynikiem zależności dystrybucji ciepła
na powierzchni Ziemi od aktywności Słońca.

Cyrkulacja atmosferyczna i prądy morskie warunkują transport magazynowa-

nej głównie w strefie międzyzwrotnikowej, energii słonecznej w stronę biegunów.

Celem pracy jest określenie zakresu zmian temperatury powietrza w Europie

w XVIII-XX wieku. Jest nim też wykazanie wpływu Oscylacji Północnoatlantyc-
kiej na klimat Europy oraz prognoza zmian klimatu w XXI wieku.

Wpływ Oscylacji Północnoatlantyckiej na klimat Europy

w latach 1825-2000

Na klimat Europy (i Polski) dominujący wpływ mają dwa główne centra pola

ciśnienia atmosferycznego: Niż Islandzki i Wyż Azorski. W zimie decydujący
wpływ na kształtowanie pogody w Polsce ma Niż Islandzki, który cechuje się
najniższym ciśnieniem. Wtedy w centrum Wyżu Azorskiego ciśnienie jest bardzo
duże. W lecie Niż Islandzki słabnie, a uaktywnia się Wyż Azorski. Wyż ten czę-
sto wnika w głąb Europy, wzmagając napływ powietrza wilgotnego znad Atlan-
tyku (tzw. monsun europejski).

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

557

Te dwa centra ciśnienia związane z różnicą temperatury między wodą Atlanty-

ku Północnego i lądem są w ciągu roku ze sobą ujemnie skorelowane. Jeżeli ciśnie-
nie w Wyżu Azorskim maleje, to ciśnienie w Niżu Islandzkim – rośnie i przeciwnie
(tzw. Oscylacja Północnoatlantycka – North Atlantic Oscillation, NAO). Przy dużej
południkowej różnicy ciśnienia tj. dużym gradiencie ciśnienia skierowanym na pół-
noc, powietrze znad Atlantyku przemieszcza się wzdłuż równoleżników z zachodu na
wschód – nad obszar Europy i Polski. Natomiast podczas spadku ciśnienia w Wyżu
Azorskim ( i jednocześnie wzroście ciśnienia w Niżu Islandzkim) poziomy gradient
ciśnienia może być skierowany na wschód lub zachód. Wtedy powietrze przemiesz-
cza się wzdłuż południków (cyrkulacja południkowa) na południe lub północ. Wów-
czas nad obszar Polski napływa powietrze z północy lub południa.

Kierunek i prędkość wiatru są deformowane przez pole temperatury powietrza

– o poziomym gradiencie skierowanym ku biegunowi północnemu – przez wiatr
tzw. termiczny (wiejący wzdłuż izoterm, a więc też wzdłuż równoleżników z za-
chodu na wschód).

Tabela 1

.

Współczynniki korelacji (r) temperatury powietrza i wskaźnika NAO

Table 1. Coefficients of correlation (r) of air temperature in Europe and NAO index

Stacje

Stations

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Paryż

0,60 0,63 0,60 0,35

0,28

0,12

0,19

0,22

0,21 0,30

0,53

0,48

Berlin

0,65 0,66 0,60 0,25

0,27

0,12

0,15

0,20

0,33 0,25

0,50

0,54

Warszawa 0,57 0,55 0,49 0,12

0,13

0,13

0,13

0,08

0,27 0,25

0,30

0,41

Moskwa

0,36 0,45 0,40 –0,02 –0,04 –0,02 0,12 –0,04 0,11 0,20 –0,03 –0,07

Kraków

0,52 0,38 0,44 0,11

0,16

0,12

0,12

0,10

0,30 0,19

0,31

0,38

Wrocław

0,61 0,59 0,48 0,17

0,21

0,09

0,11

0,20

0,34 0,20

0,41

0,50

Lwów

0,49 0,44 0,40 0,12 –0,02 0,05

0,15

0,16

0,22 0,05

0,20

0,33

Wilno

0,53 0,55 0,48 0,08

0,07

0,03

0,02

0,05

0,29 0,24

0,34

0,40

Klimat Zachodniej i Środkowej Europy (także Polski) jest kształtowany przez

cyrkulację strefową, uwarunkowaną południkowym gradientem ciśnienia atmosfe-
rycznego. Szczególnie w zimie cyrkulacja strefowa zależy od temperatury wody Pół-
nocnego Atlantyku. Jako miarę południkowego gradientu ciśnienia przyjęto wskaźnik
NAO, zdefiniowany przez Jonesa i in. (1997). Jest to standaryzowana różnica ciśnie-
nia atmosferycznego na poziomie morza między Gibraltarem i Południowo-Zachod–
nią Islandią. Wartości wskaźnika NAO określają równoleżnikowy transport mas po-
wietrza: w kierunku wschodnim – NAO > 0 i południkowym – NAO < 0.

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

558

O dużej zależności pola temperatury powietrza w Europie od Oscylacji Pół-

nocnoatlantyckiej w miesiącach zimowych świadczą duże wartości współczynni-
ka korelacji między temperaturą powietrza a wskaźnikiem NAO. Temperatura
powietrza w Europie w latach 1825-2000 jest na ogół skorelowana dodatnio
(r > 0) ze zmianami Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO) (tab. 1).

Przebiegi roczne współczynników korelacji r między temperaturą powietrza

(T) i wskaźnikiem NAO w: Paryżu (1825-1995), Berlinie(1825-1990), Warszawie
(1825-2000) i Moskwie (1825-2000) przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1. Przebieg roczny współczynnika korelacji temperatury powietrza w Paryżu, Berlinie, War-
szawie i Moskwie od wskaźnika NAO
Fig. 1. Annual course of coefficient of correlation of air temperature in Paris, Berlin, Warsaw, Mos-
cow and NAO index

Są to wykresy sinusoid regresji o równaniach (t = 1 rok):

Paryż

r = 0,374 + 0,226 sin(2

π

t + 1,0378),

R = 0,953

Berlin

r = 0,375 + 0,243 sin(2

π

t + 1,2120),

R = 0,941 (1)

Warszawa

r = 0,286 + 0,208 sin(2

π

t + 1,4636),

R = 0,928

Moskwa

r = 0,119 + 0,177 sin(2

π

t + 2,1810),

R = 0,837

Dodatnie wartości współczynnika korelacji

(r > 0)

ś

wiadczą, że zimy są cie-

plejsze przy większych gradientach południkowych ciśnienia, a chłodniejsze –
przy mniejszych. Podczas intensywniejszej cyrkulacji strefowej (zachodniej) wię-
cej ciepła zakumulowanego w wodach Północnego Atlantyku jest przekazywana
atmosferze.

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

559

Pionowy strumień ciepła z oceanu do atmosfery deformuje globalną cyrkula-

cję atmosferyczną. Zimowe wychłodzenie wód Północnego Atlantyku przy du-
ż

ych południkowych gradientach ciśnienia (wskaźnika NAO) utrzymuje się nawet

podczas całego lata.

Okresowe zmiany Oscylacji Północnoatlantyckiej w latach 1825–2000

Okresowość Oscylacji Północnoatlantyckiej określono na podstawie średnich

miesięcznych i rocznych wartości wskaźnika NAO w latach 1825–2000.

Parametry cykli: okresy

Θ

, amplitudy b, fazy c, wyznaczono metodą „sinuso-

id regresji” Boryczki (1998), zmieniając okres z odstępem

∆Θ

= 0,1 roku w prze-

dziale 2,0–200 lat:

y = a + b sin(2πt/Θ +c)

(2)

Okresy (

Θ

) – to minima lokalne ciągu wariancji resztkowej

ε

2

(maksima lokalne

współczynnika korelacji R).

Wskaźnik NAO w latach 1825–2000 cechuje się okresowością kilku, kilkuna-

stoletnią i około100–letnią. Okresy (Θ) wskaźnika NAO w poszczególnych po-
rach roku charakteryzuje tabela 2.

Tabela 2. Okresy Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO) w latach 1825–2000
Table 2. Periods of North Atlantic Oscillation index (NAO) in the years 1825–2000

Wiosna

Spring

Lato

Summer

Jesień

Autumn

Zima

Winter

Rok

Year

Θ

R

Θ

R

Θ

R

Θ

R

Θ

R

6,5

0,22

7,8

0,17

7,3

0,22

7,8

0,27

5,0

0,22

11,1

0,13

10,3

0,20

8,8

0,17

8,3

0,24

7,8

0,29

13,4

0,21

11,1

0,09

16,6

0,24

11,3

0,13

11,2

0,18

23,9

0,19

13,8

0,14

24,2

0,20

15,5

0,17

13,1

0,20

45,5

0,16

39,5

0,14

29,9

0,20

37,1

0,16

29,3

0,14

106,3

0,09

83,2

0,17

75,3

0,16

105,1

0,17

119,9

0,12

Interesujące jest porównanie dat maksimów zimowych cykli około 8–letnich

NAO z zimowymi cyklami aktywności Słońca (liczb Wolfa W) w latach 1825–
1998:

NAO = 0,131 + 0,478 sin(2πt/7,8 – 0,127), R = 0,27
W = 51,93 + 10,40 sin(2πt/8,1 + 2,866) ,

R = 0,17

(3)

Trzeba podkreślić, że w widmie przyspieszenia Słońca (ś w jego ruchu dooko-

ła środka masy Układu Słonecznego w latach 1749–1980 dominuje cykl 7,8–letni:

ś

= 0,667 + 1,13 sin(2πt/7,75 +1,21),

R = 0,245

(4)

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

560

Mało prawdopodobne jest, by ta zbieżność okresów i synchroniczność eks-

tremów w tych około 8–letnich cyklach: wskaźnika NAO, aktywności Słońca i
przyspieszenia Słońca była przypadkowa. W ciągach czasowych: wskaźnika NAO
(zima – 11,3 lat, R = 0,14, lato – 10,3 lat, R = 0,20) występuje również cykliczność
około 11–letnia synchroniczna z cyklem 11–letnim plam słonecznych:

NAO = 0,135 + 0,238 sin(2πt/11,3 + 2,2315),

R = 0,135

W = 51,68 + 29,89 sin(2πt/11,0 + 0,9238),

R = 0,488

(5)

Maksima NAO i liczb Wolfa (W) występują prawie w tych samych latach:

NAO – 1926, 1937, 1948, 1959, 1971, 1982, 1993, 2005; liczby Wolfa – 1926,
1937, 1948, 1959, 1970, 1981, 1992, 2003.

Na uwagę zasługują zbliżone okresy Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO) i ak-

tywności Słońca (liczb Wolfa) w latach 1951–2000. Wyróżnia się zimowy około 8–
letni najsilniejszy cykl wskaźnika NAO (

Θ

= 8,1 lat) i aktywności Słońca (

Θ

= 8,1

lat) o współczynnikach korelacji R = 0,40 i R = 0,36 (tab. 3). Podkreślono okresy

Θ

i współczynniki korelacji

R

cykli istotnych statystycznie na poziomie 0,05.

Tabela 3

.

Okresy zmian Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO) i aktywności Słońca w latach 1951–2000

Table 3. Periods of North Atlantic Oscillation index (NAO) and solar activity in the years 1951–2000

Oscylacja Północnoatlantycka (NAO)

North Atlantic Oscillation (NAO)

Aktywność Słońca

Solar activity

Zima – Winter

Lato – Summer

Zima – Winter

Lato – Summer

Θ

2b

R

Θ

2b

R

Θ

2b

R

Θ

2b

R

2,7

1,13

0,32

2,9

0,69

0,29

3,3

11,4

0,07

3,9

14,0

0,11

4,7

1,6

0,36

5,9

0,82

0,36

5,3

26,8

0,18

5,3

17,2

0,14

6,8

1,08

0,25

7,6

0,65

0,30

8,1

38,6

0,36

8,1

41,0

0,42

8,1

1,38

0,40

10,5

0,67

0,33

10,8 141,0 0,92

10,6 121,8 0,89

10,0

1,13

0,27

15,3

0,57

0,30

15,8

5,8

0,25

15,3

14,2

0,30

15,0

0,96

0,20

22,3

0,17

0,12

25,5

27,2

0,26

25,6

29,6

0,27

Okresowe zmiany temperatury powietrza w Europie w XVIII–XX wieku

Temperatura powietrza w Europie (i Polsce) cechuje się cyklicznością około 8–,

11–, 100– i 180–letnią (Boryczka., Stopa–Boryczka i in., 2005). Temperatura po-
wietrza podczas zim w Warszawie i wskaźnik NAO cechuje analogiczna cykliczność
z dominującym okresem 7, 8–letnim. Podobieństwo tych cykli świadczy, iż zimy w
Warszawie są kształtowane przez okresowe wahania Oscylacji Północnoatlantyckiej
NAO (cyrkulacji strefowej).

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

561

W Europie (i w Polsce) dominują około 8–letnie okresy temperatury powie-

trza o dużych amplitudach

∆

T = 2b = T

max

– T

min

(tab. 4).

Oto zimowe okresy około 8–letnie temperatury powietrza na innych stacjach

w Europie i ich amplitudy: Kraków – 8,3 (1,87ºC), Wrocław – 8,3 (1,53ºC),
Lwów – 8,3 (1,30ºC), Praga – 8,3 (1,06ºC), Berlin – 7,7 (1,54ºC), Genewa – 7,7
(0,62ºC), Wiedeń – 8,3 (0,87ºC), Rzym – 7,9 (0,30ºC), Sztokholm – 7,8 (1,33ºC),
Kopenhaga – 7,8 (1,24ºC), Moskwa – 7,9 (0,76ºC). W lecie okresowość jest zbli-
ż

ona, amplitudy są prawie o połowę mniejsze.

Tabela 4

.

Okresy około 8–letnie temperatury powietrza w Europie

Table 4. The close–to–8–year long periods of air temperature in Europe

Zima

Winter

Lato

Summer

Zima

Winter

Lato

Summer

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Warszawa

8,3

1,59

7,1

0,66 Genewa

7,7

0,62

7,8

0,40

Kraków

8,3

1,87

7,8

0,33 Wiedeń

8,3

0,87

8,4

0,38

Wrocław

8,3

1,53

7,8

0,27 Rzym

7,9

0,30

8,4

0,32

Lwów

8,3

1,30

7,9

0,56 Sztokholm

7,8

1,33

7,8

0,40

Praga

8,3

1,06

7,8

0,44 Kopenhaga

7,8

1,24

8,3

0,51

Berlin

7,7

1,54

7,8

0,55 Moskwa

7,9

0,76

8,3

0,60

Zakres wahań temperatury powietrza np. w Warszawie w zimie w cyklu 8,3–

letnim wynosi

∆

T = 1,5

o

C, a średniej rocznej (okres 7,7 lat) – 0,6

o

C. Od dawna znana

jest cykliczność około 11–letnia temperatury powietrza, związana z cyklem 11–
letnim plam słonecznych. Okresy około 11–letnie temperatury powietrza i amplitudy

∆

T

(

o

C) w wybranych miejscowościach w zimie, lecie i roku zestawiono w tabeli 5.

Tabela 5. Okresy około 11–letnie temperatury powietrza w Europie
Table 5. The close–to–11–year long periods of air temperature in Europe

Zima

Winter

Lato

Summer

Zima

Winter

Lato

Summer

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Warszawa

11,6

0,53

11,3

0,22

Genewa

11,0

0,40

11,3

0,28

Kraków

11,3

0,84

11,4

0,26

Wiedeń

11,0

0,44

11,0

0,12

Wrocław

11,4

0,74

11,5

0,42

Rzym

11,8

0,44

10,7

0,39

Lwów

11,2

1,11

10,7

0,06

Sztokholm

11,3

0,29

11,6

0,38

Praga

11,0

0,42

11,1

0,19

Kopenhaga

11,1

0,26

11,5

0,48

Berlin

11,0

0,42

11,6

0,18

Moskwa

11,4

1,62

11,3

0,30

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

562

Zakres wahań temperatury powietrza w tym około 11–letnim cyklu jest na

ogół ponad dwukrotnie większy w zimie niż w lecie.

Krótkookresowe zmiany aktywności Słońca (stałej słonecznej, Kondratiev i Ni-

kolski., 1970) nie odgrywają istotnej roli w kształtowaniu klimatu Ziemi, ze względu
na bardzo powolne przenikanie ciepła do głębszych warstw Ziemi. Większą rolę od-

grywają długie cykle: 102 i 187 lat
aktywności Słońca (tab. 6).

W otoczeniu maksimów plam

słonecznych w tych cyklach kumu-
lowane są duże ilości energii w
głębszych warstwach lądów i oce-
anów. Energia magazynowana w
oceanach wywiera wpływ na cyr-
kulację atmosferyczną. Analo-

giczne okresy są obecne w seriach pomiarowych temperatury powietrza w Euro-
pie (tab.7 i 8, ∆T=2b, b – amplituda cyklu)

Tabela 7. Okresy około 100–letnie temperatury powietrza w Europie
Table 7. The close–to–100–year long periods of air temperature in Europe

Zima

Winter

Lato

Summer

Zima

Winter

Lato

Summer

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Warszawa

113,4

1,22

75,0

0,88

Bazylea

85,5

0,14

87,6

0,64

Kraków

90,0

0,48

88,0

0,67

Kopenhaga

80,5

0,22

89,6

0,27

Wrocław

123,3

1,66

75,0

0,50

Anglia Śr.

99,3

0,44

102,5

0,20

Lwów

108,8

1,30

74,1

1,33

Sztokholm

86,3

0,55

89,4

0,51

Praga

116,3

1,44

118,3

0,68

Uppsala

102,7

1,48

94,0

0,79

Wiedeń

89,8

0,79

96,1

0,58

Insbruck

69,9

0,80

84,6

0,50

Tabela 8. Okresy około 180–letnie temperatury powietrza w Europie
Table 8. The close–to–180–year long periods of air temperature in Europe

Zima

Winter

Lato

Summer

Zima

Winter

Lato

Summer

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Stacje

Stations

Θ

∆

T

Θ

∆

T

Warszawa

218,3 0,44

208,2

0,66

Bazylea

–

–

227,4

0,26

Kraków

168,3

0,43

–

–

Kopenhaga

–

211,6

1,19

Lwów

–

–

195,3

1,00

Anglia

166,9

0,48

204,6

0,34

Genewa

144,1

248,3

1,09

Sztokholm

184,6

0,49

–

–

Berlin

212,8

1,18

–

–

Uppsala

182,3

2,50

192,8

0,39

Rzym

–

224,9

1,40

Insbruck

169,8

1,45

–

–

Tabela 6. Okresy około 100– i 180–letnie aktywności
Słońca i stałej słonecznej
Table 6. 100 and 180–year periods of solar activity

Okres– Period)

Aktywność Słońca (1700–2000 102,0 187,3

Solar activity

Stała słoneczna 102,0 187,0

Solar constant

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

563

Tendencje zmian temperatury powietrza w Europie w XVIII–XX wieku.

Prognozy w XXI wieku

To ostatnie globalne ochłodzenie klimatu na początku XIX wieku cechuje się

dużym zimowym spadkiem temperatury powietrza w Europie. Średnia temperatura
w zimie w 1830 roku wynosiła: 10,4 Lwów, –10,3 Kraków, –10,3 Wrocław, –10,1
Kijów, –9,7 Warszawa, –9,7 Wilno, –6,7 Wiedeń, –6,6 Berlin, –6,1 Praga, –5,4
Bazylea, –5,0 Budapeszt, –4,5 Kopenhaga, –3,5 Genewa.
Do mroźnych okresów w drugiej połowie XX wieku można zaliczyć także zimę z
1963 r. – –9,7 Mińsk, –9,5 Warszawa, –8,4 Wrocław, –8,4 Lwów, –7,8 Oslo, –6,9
Praga, –6,9 Kraków, –5,7 Poczdam, –5,7 Innsbruck, –3,6 Zagrzeb (tab. 4).

Najłagodniejsze zimy wystąpiły w ostatniej dekadzie XX wieku: 1990 Berlin

(4,3), 1990 Kijów (0,9), 1990 Lwów (1,0), 1990 Marsylia (9,7), 1990 Mińsk
(0,0), 1990 Odessa (2,9), 1990 Poczdam (4,0), 1990 Warszawa (2,3), 1990 Wro-
cław (3,2), 1998 Innsbruck (2,5), 1998 Wiedeń (3,6), 2001 Zagrzeb (5,2).

Najcieplejsze pory letnie wystąpiły: w 1811 Budapeszt (24,1), Monachium

(18,9), Warszawa (21,4), Wiedeń (22,4), Wilno (20,6), w 1992 – Wrocław (20,3),
Wiedeń (21,7), Poczdam (20,1), Mińsk (19,2), Kraków(20,1), Kijów (21,4),
w 1999 Ateny (28,9), Kijów (21,5), Mińsk (20,0), Odessa (23,5).

Tabela 9. Mroźne zimy i gorące lata w Warszawie w latach 1779–1998
Table 9. Frosty winters and hot summers in Warsaw (1779–1998)

Zima – Winter

Lato – Summer

Mroźna – Frostiest

Ciepła – Mildest

Ciepłe – Warmest

Chłodne – Coldest

1830

–9,7

1990

2,3

1811

21,4

1821

14,6

1799

–9,5

1989

1,9

1834

20,6

1844

15,5

1963

–9,5

1843

1,2

1781

20,5

1810

15,6

1838

–8,8

1975

1,1

1992

20,0

1923

15,6

1789

–8,5

1991

1,1

1826

20,0

1978

15,9

1823

–8,4

1998

1,1

1783

19,8

1785

16,0

1871

–8,3

1925

0,8

2002

19,8

1818

16,0

1820

–8,3

1910

0,8

1807

19,7

1902

16,0

1970

–8,1

1994

0,7

1859

19,5

1832

16,0

1929

–7,9

1899

0,7

1868

19,5

1980

16,1

Tendencje temperatury powietrza w Europie tj. współczynniki regresji A

w

o

C/100 lat, określone według równań prostych regresji temperatury powietrza

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

564

T względem czasu t:

T = A

0

+ At (A

o

– wyraz wolny)

podano w tabeli 10. Charakteryzu-

ją one średnie przyrosty temperatury powietrza na 100 lat w odpowiednich prze-
działach czasowych. Na ogół tendencje temperatury powietrza w miastach euro-
pejskich w zimie są rosnące (A > 0), a w lecie malejące (A > 0).

Tabela 10. Tendencje zmian temperatury powietrza w Europie (

o

C/100 lat)

Table10. Secular tendencies of air temperature in Europe (

o

C/100 years)

Stacje

Stations

Okres

Period

Styczeń

January

Zima

Winter

Lipiec

July

Lato

Summer

Rok

Year

Warszawa

1779–1998

1,36

1,12

0,15

–0,06

0,58

Kraków

1827–1997

1,71

1,48

0,33

0,31

0,82

Wrocław

1792–2002

1,10

0,69

0,34

0,25

0,52

Lwów

1824–2002

0,53

0,53

0,20

–0,22

0,20

Praga

1771–1990

0,04

0,25

–1,13

–0,25

–0,025

Berlin

1769–1990

1,12

0,32

0,33

–0,39

0,13

Genewa

1769–1980

1,23

0,51

0,08

–0,40

0,51

Wiedeń

1775–2002

0,84

0,69

0,02

–0,08

0,27

Rzym

1811–1989

0,36

0,04

0,08

–0,10

0,09

Sztokholm

1756–1994

1,12

0,86

0,11

–0,08

0,46

Kopenhaga

1768–1991

1,13

0,94

0,01

0,05

0,55

Moskwa

1881–2002

3,54

1,65

0,92

–0,15

0,68

W Europie (i Polsce) przede wszystkim zimy są coraz cieplejsze. Na przykład

w Warszawie w latach 1779–1998 zimy są coraz cieplejsze – o 1,1

o

C na 100lat, a

lata chłodniejsze prawie o 0,1

o

C. Jeszcze większy wzrost temperatury powietrza

podczas zimy występuje w Krakowie – 1,5

o

C/100lat i Moskwie – 1,6

o

C/100lat.

Ś

rednia roczna temperatura powietrza wzrasta w: Warszawie – o 0,6, Krakowie –

o 0,8, Moskwie – o 0,7

o

C na 100 lat. Nie wiadomo, jaka część postępującego

ocieplenia klimatu jest efektem oddziaływania czynników naturalnych, a jaka –
czynników antropogenicznych.

Ocieplenie klimatu w XIX–XX wieku jest wywołane wzrostem aktywności

Słońca, spadkiem aktywności wulkanicznej na Ziemi oraz wzrostem efektu cie-
plarnianego atmosfery.

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

565

W prognozach zmian klimatu przyjęto założenie, że ekstrema wykrytych cykli

temperatury powietrza będą się powtarzać nadal, tak jak w XVIII–XX wieku. Do
przyjęcia takiego założenia upoważnia obecność analogicznych cykli w ciągach cza-
sowych: aktywności Słońca (stałej słonecznej) i parametrów Układu Słonecznego.

Zmiany temperatury powietrza w zimie i w lecie w: Paryżu, Berlinie, War-

szawie i Moskwie w XVIII–XX wieku, z prognozą w XXI wieku przedstawiają
zamieszczone niżej wykresy (rys. 2–9). Są to wypadkowe z nakładania się (inter-
ferencji) cykli temperatury powietrza, wykrytych w ciągach chronologicznych
wyników pomiarów.

Najmroźniejsze zimy w Warszawie, o średniej temperaturze –4– –7

o

C wystą-

pią prawdopodobnie w połowie tego stulecia – około roku 2050. Według wypad-
kowej letnich cykli temperatury powietrza chłodne lata wystąpią w pierwszych
dwóch dekadach XXI wieku.

W przedziale obserwacji są to wartości obliczone na podstawie superpozycji

cykli tj. funkcji (6)

T = f (t) = a

o

+ Σb

j

sin(2πt + c

j

)

(6)

a poza przedziałem pomiarów – wartości prognozowane T = f (t) oraz z uwzględ-
nieniem składnika liniowego at. Na wykresach tych przedstawiono również zmie-
rzone wartości temperatury powietrza T

i

.

Rys. 2. Zmiany temperatury powietrza w Paryżu w latach 1757–1995 – prognoza w latach 1996–
2100 – zima
Fig. 2. Changes of air temperature in Paris in 1757–1995 – forecast in the years 1996–2100 – win-
ter

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

566

Rys. 3 Zmiany temperatury powietrza w Paryżu w latach 1757–1995 – prognoza w latach 1996–
2100 – lato
Fig. 3. Changes of air temperature in Paris in 1757–1995 – forecast in the years 1996–2100 – summer

Rys. 4 Zmiany temperatury powietrza w Berlinie w latach 1769–1990 – prognoza w latach 1991–
2100 – zima
Fig. 4. Changes of air temperature in Berlin in 1769–1990 – forecast in the years 1991–2100 –
winter

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

567

Rys. 5. Zmiany temperatury powietrza w Berlinie w latach 1769–1990 – prognoza w latach 1991–
2100 – lato
Fig. 5. Changes of air temperature in Berlin in 1757–1995 – forecast in the years 1991–2100 –
summer

Rys. 6. Zmiany temperatury powietrza w Warszawie w latach 1779–1998 – prognoza w latach
1999–2100 – zima
Fig. 6. Changes of air temperature in Warsaw in 1779–1998 – forecast in the years 1999–2100 –
winter

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

568

Rys. 7. Zmiany temperatury powietrza w Warszawie w latach 1779–1998 – prognoza w latach
1999–2100 – lato
Fig. 7. Changes of air temperature in Warsaw in 1779–1998 – forecast in the years 1999–2100 –
summer

Rys. 8. Zmiany temperatury powietrza w Moskwie w latach 1779–2002 – prognoza w latach 2003–
2100 – zima
Fig. 8. Changes of air temperature in Moscow in 1779–2002 – forecast in the years 1996–2100 –
winter

OCHŁODZENIA I OCIEPLENIA KLIMATU EUROPY

569

Rys. 9 Zmiany temperatury powietrza w Moskwie w latach 1779–2002 – prognoza w latach 2003–
2100 – zima
Fig. 9. Changes of air temperature in Moscow in 1779–2002 – forecast in the years 2003–2100 –
winter

PIŚMIENNICTWO

Boryczka J., 1998: Zmiany klimatu Ziemi. Wyd. Akademickie „Dialog”, Warszawa.
Boryczka J., Stopa–Boryczka M., Baranowski B., Kirschenstein M., Błażek E., Skrzypczuk J.,

2003: Atlas współzależności parametrow meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t.
XVII, Mroźne zimy i upalne lata w Polsce, Wyd. UW, Warszawa.

Boryczka J., Stopa–Boryczka M., Pietras K., Bijak Sz., Błażek E., Skrzypczuk J., 2005: Atlas

współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t. XIX, Cechy
termiczne klimatu Europy, Wyd. UW, Warszawa.

Jones P.D., Jonsson T., Wheeler D., 1997: Extension to the North Atlantic Oscillation using early

instrumental pressure observations from Gibraltar and South–West Iceland, Ins J. Climatol.,
17, s.1433–1450.

Kondratiev K.J., Nikolski G.A., 1970: Solar radiation and solar activity. Quart. J. Royal. Meteor.

Soc., no 96.

Trepińska B., 2001: Fluktuacje termiczne w Europie od małej epoki lodowej do końca XX wieku,

Postęp badań zmian klimatu i ich znaczenie dla życia i gospodarczej działalności człowieka,
Wyd. WGSR UW, Warszawa.

J. BORYCZKA, M. STOPA-BORYCZKA

570

COOLINGS AND WARMINGS OF EUROPE’S CLIMATE

IN 18

TH

–21

ST

CENTURIES

Jerzy Boryczka, Maria Stopa–Boryczka

Institute of Climatology, Warsaw University

ul. Krakowskie Przedmieście 30, 00–927 Warszawa

e–mail: [e-mail]

A b s t r a c t . The objective of the work was to determine the periodicity and trends of change in

air temperature in Europe in the time period of the 18

th

–20

th

centuries, together with the forecast for

the 21

st

century. Past analyses of long–term surveys (Paris, Berlin, Warsaw, Moscow) suggest sev-

eral air temperature cycles of significant amplitudes. They are ca. 8 and 100 years long, and the
planetary cycle lasts for 178.9 years. Spectra and cycles of air temperatures, precipitations, NAO
index, and solar activity were calculated based on the “regression sine” method. The dominating
period length in the NAO index spectrum, during winter, as well as in the air temperature spectres
for Europe, is ca. 8 years. It correlates with cycles of solar activity (8.1 years). The changes of the
air temperature in winter and in summer in Paris, Berlin, Warsaw and Moscow in 18

th

–21

st

centu-

ries are shown in Figures. 2–9. The coldest winters in Warsaw, with the average temperature from –
4°C to –7°C, will occur most likely in the middle of this century: around the year 2050.

K e y w o r d s : Air temperature, Europe, North Atlantic Oscillation, period, forecast, Solar ac-

tivity